大韓膝關節學會誌ㆍ第 18 卷ㆍ第 2 號 Volume 18, Number 2, December 2006 슬관절연골병변에대한관절경과일상적 MRI 의비교 = 국문초록 = 한림대학교의과대학한림대성심병원정형외과학교실, 영상의학교실 * 이기병ㆍ고성혜 * ㆍ권덕주ㆍ서규남ㆍ이남규 목적 : 연골을평가하기위한 MRI 촬영기법이포함되지않은일상적슬관절 MRI가연골병변에대하여어느정도예측가능한지관절경과비교하고분석하여, 발견된연골병변에대하여적절한치료계획을세우는데도움이되고자하였다. 대상및방법 : 2003년 11월부터 2006년 1월까지무릎관절경을시행한환자중대퇴골내측과에연골병변을가진 53명의환자를대상으로관절경과일상적 MRI가연골병변에대하여어느정도일치하는지변형된 Outerbridge 등급을이용하여비교분석하였다. 결과 : 변형된 Outerbridge 등급Ⅰ~Ⅳ에해당하는경우는각각관절경에서 3, 4, 24, 22례, MRI에서 3, 10, 12, 23례, 정상이 5례였다. 연골병변유무에대한민감도 (sensitivity) 는 90.6% 로높았으나일치도는낮았다 (K=0.24). MRI와관절경의등급이일치하는경우는 24례 (45.2%), 일치하지않는경우는 29례 (54.7%) 였다. 결론 : 연골을평가하기위한 MRI 촬영기법이포함되지않은일상적 MRI에서도연골표면을세밀하게관찰하는것이중요하며, 일상적 MRI에서의연골병변은실제더높은등급의병변으로고려하여야한다. 색인단어 : 슬관절, 연골병변, 관절경, MRI 서 연골병변의임상증상은반월상연골판파열의증상과구별되지않고 1), 대부분 MRI 검사는반월상연골판파열과인대손상이의심되어시행하게되어연골병변을간과하기쉽다. 연골병변을보기위한 MRI 촬영기법이포함되지않은일상적 MRI는연골병변에대한민감도는 30~40% 로높지않은것으로알려져있어 1) 연골에대한분석은연골병변을보기위한촬영기법으로얻은 MRI에만의존하고있다. 그러나연골병변을보기위한 MRI 촬영기법으로새로운방법들이최근까지계속발표되고있고 2,3), 각각한 론 통신저자 : 고성혜 431-796, 경기도안양시동안구평촌동 896 번지한림대학교성심병원영상의학과 TEL: 031-380-3759, FAX: 031-382-3878 E-mail: cleme@dreamwiz.com 계가있어한가지로통일되지못하고있으며, 연골병변을알기위한검사가추가되는만큼총검사시간길어진다. 저자는일상적무릎 MRI에서보이는연골병변이관절경과어느정도차이가있는지알고예측할수있다면, 임상적으로연골병변을예상하지못하여시행한일상적 MRI 에서발견된연골병변에대하여적절한치료계획을수립하는데도움이될것이라고생각하여수술전시행한일상적 MRI와관절경의연골병변에대하여비교분석하였다. 대상및방법 2003년 11월부터 2006년 1월까지본원에서일상적 MRI 를시행하고, 6개월이내에관절경수술을받은환자중대퇴골내측과에연골병변을가진 53명의환자를대상으로하였다. 대상환자 53명중남자가 11명, 여자가 42명이었으며, 평균나이는 52.8세 (32~75세) 였다. MRI 검사후관절경수술을한간격은평균 45.5일이었다. 일상적무 MRI는 1.0 Tesla 자기공명영상기기 (Magnetom Impact: Siemens, - 214 -
이기병ㆍ고성혜ㆍ권덕주ㆍ서규남ㆍ이남규 Germany) 와슬관절코일을이용하여환자를앙와위에서슬관절을신전시킨상태로측정을하였고, 포함된촬영기법은다음과같다. 시상면의 T1 강조영상 (TR/TE: 500-700/20 msec) 과 T2 강조영상 (TR/TE: 3000-4000/96 msec), 관상면의 GE강조영상 (TR/TE: 800-900/29 msec, flip angle 30 도 ) 과양자밀도강조영상 (TR/TE: 3200/14 msec), 축상면의 T2 강조영상 (TR/TE: 3200/96 msec) 을절편두께 (slice thickness) 는 4mm, 절편간격 (interslice gap) 은 1.2~1.6 mm, 행렬수 (matrix number) 는 256 256로하였고, 경사관상면의 T2 강조영상 (TR/TE: 3200/96 msec) 은절편두께는 2mm, 절편간격은 0.4 mm, 행렬수는 182 256으로하여얻었다. 영상영역은영상면에따라 150~160 160~180 mm로하였다. 이렇게얻어진 MRI의대퇴골내측과의연골병변을영상의학과의사1 인과정형외과의사 1인이합의하에 PACS (picture archive and communication system) 을통해서변형된 Outerbridge 분류법을이용하여후향적으로분류하였고 4), 관절경상관찰된연골병변의변형된 Outerbridge 분류결과와비교분석하였다 (Table 1). Table 1. Modified Outerbridge Classification of Articular Cartilage Lesions Grade Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Definition Cartilage softening and swelling Fragmentation and fissuring, = 1 cm diameter area Fragmentation and fissuring, > 1 cm diameter area Erosion of cartilage to bone 결 무릎관절경수술을받은환자의연골병변은변형된 Outerbridge 등급Ⅰ~Ⅳ 에해당하는경우가각각관절경에서 3, 4, 24, 22례, 일상적슬관절 MRI에서는 3, 10, 12, 23 례, 정상이 5례였다. MRI와관절경의등급이일치하는경우 (Fig. 1) 는 24례 (45.2%) 로관절경등급Ⅰ~Ⅳ가 0, 3, 7, 14례였다. 일치하지않는경우는 29례 (54.7%) 였는데, 그중 MRI가실제관절경보다등급이낮았던경우 (Fig. 2) 가 18 례 (33.5 %) 로각각관절경등급이 I~IV에해당하는경우가각각 2, 0, 8, 8례였고, MRI가더높았던경우 (Fig. 3) 는 11례 (20.8%) 로각각 1, 1, 9, 0례였다. 결론적으로 42례 (79.2 %) 에서 MRI 보다관절경에서등급이같거나높게측정되었다 (Table 2). 전체연골병변을가진환자중에서반월상연골판파열이함께있었던경우는 79.2% 였으며, 인대손상이있었던경우는 26.4% 였다. 그리고연골병변만존재한경우는 18.8% 였다. Table 2. Grade Difference of Chondral Lesion in the MRI and Arthroscopy Arthroscopy Grade difference (MRI-Arthroscopy) Sum Grade -4-3 -2-1 0 1 2 3 Ⅰ 2 1 3 Ⅱ 3 1 4 Ⅲ 2 3 3 7 9 24 Ⅳ 1 4 3 14 22 과 Fig. 1. (A) Oblique coronal T2-weighted MR image shows less than 1cm sized focal signal change (arrow) of articular cartilage of medial femoral condyle (Grade Ⅱ). (B) Inarthroscopy, chon- dral lesion is seen. MR image and arthroscopic finding are matched. - 215 -
슬관절 연골 병변에 대한 관절경과 일상적 MRI의 비교 Fig. 2. (A) Coronal gradient echo MR image shows more than 1cm sized uneven thinning (arrows) of articular cartilarge of medial femoral condyle (Grade Ⅲ). (B) In arthroscopy, sub- chondral bone lesion is seen (Grade Ⅳ). Fig. 3. (A) Coronal gradient echo MR image shows focal subchondral bony growth (arrow) due to bony exposure of medial femoral condyle (Grade Ⅳ). (B) In arthroscopy, subchondral bone lesion is not seen (Grade Ⅲ). 연골 병변 유무에 대한 민감도(sensitivity)는 90.6%로 높 았다. MRI에서 연골 병변이 정상인 5례를 제외하고, MRI 와 관절경과의 통계학적인 일치도를 분석하여 보면 단순 카파값(Kappa statistic)이 0.239 1(p=0.0107), 가중 카파값이 0.2565 (p=0.0126)로 일치도는 떨어지는 것으로 나타났다. 고 찰 골관절염은 75세 이상의 노인에게서 75% 이상 발견될 5) 정도로 흔하다. 무릎 관절경을 시술한 예에서 연골 병변 은 60%가 넘게 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 전층 연 골 손상(full-thickness cartilage defects)의 경우도 4%에 달하 6) 는 것으로 알려져 있다. 연골 손상을 진단하는 방법으로는 단순 방사선, 관절 조영술, MRI 등이 있다. 단순 방사선은 초기 연골 손상을 진단하기가 어려우며, 관절 조영술도 연 골 병변을 측정하는데 한계가 있다. 최근까지 연골 병변을 알기 위해 개발된 MRI 촬영기법들은 FSE (Fast spin-echo), 3D-SPGR (3-Dimentional spoiled gradient echo), DEFT (Driven equilibrium fourier transform), SSFP (Steady state free precession) 영상 등과 T2 mapping, Sodium MR 영상, Diffusion-weighted - 216 -
이기병ㆍ고성혜ㆍ권덕주ㆍ서규남ㆍ이남규 영상, dgemric (Delayed Gadolinium-Enhanced MRI of Cartilage) 영상등, 연골의생화학적변화를보기위한촬영기법들이있다 2). 연골판이나인대손상을알아보기위한 MRI 촬영기법은절편간격이얇지않다. 연골병변을알아보기위해서는얇은절편으로얻어지는위와같은검사들이추가로시행되어야한다 7). 수술전 MRI에서연골병변에대해등급을나누는것은치료과정에매우중요해서수술후환자의예후및재활과정에대해서충실한설명이가능해지며, 수술시찾기힘든작은연골병변의위치를미리알수있으며, 또한퇴행성병변이심한경우는불필요한관절경의시행을막을수도있다. 연골병변의위치는무게를받는곳의경우가안받는곳보다예후가좋지않기때문에반드시확인하며, 병변의크기와모양도치료선택에많은영향을준다. 본연구의전체 53례중에서연골병변만존재한경우는 10례 (18.8%) 로, 10례중 8례에서관절경상등급 Ⅲ, Ⅳ 에해당되는심한연골병변을가진경우였다. 이들환자의 MRI 등급은등급 Ⅰ~Ⅳ 까지각각 1, 3, 2, 4례로측정되었다. 본연구에서관절경과일상적 MRI의연골병변의일치도는낮게나왔는데, MRI가관절경보다등급이낮았던경우는 MRI 판독상에서연골연화 (softening) 등을진단하기가어렵고, 일상적 MRI 검사는절편간격이크므로연골병변에대한민감도가떨어지며, 또한, 관절경을시행할때탐식자 (probe) 를이용하여검사를하면실제병변이예측한것보다더큰경우도있었다 (Fig. 2). 반대로 MRI가등급이높았던경우는 MRI상에서연골하골수의퇴행성변화, 연골결손이보였던경우로변형된 Outerbridge 등급 Ⅳ로예상되었으나, 실제관절경시탐식자를이용하여확인하여보면연골하골은노출되지않은상태였고, 연골하골수의변화를알수없었다. 관절경에서알수없는연골내부종과연골하골수변화가 MRI에서이상소견으로나타나기때문에 MRI의등급이높았던것으로해석할수있다 (Fig. 3). Ochi 등 8) 은관절경으로조차진단하기어려운연골연화와부종과같은연골내의변화는 MRI로나타나기도하며, 그래서관절경뿐만아니라, MRI를시행하는것이중요하다고하였다. 본연구의한계점으로는관절경에서연골병변을가진환자를대상으로후향적으로일상적 MRI를비교하여선택적편견 (selection bias) 이있었고, 관절경과 MRI의시행간격이평균 45.5일로병변의진행이있었다는것이다. 42 례 (79.2%) 에서 MRI 보다관절경에서등급이같거나높게측정되었는데, 이런차이를극복하기위해서는 MRI에서발견된연골병변에대한등급을높여서치료계획을세우고, 관절경보다 MRI에서더잘관찰되는연골하골수의변화와연골실질내부의변화를파악하여관절경에서보이지않더라도이러한병변에대하여적절한치료계획을세워야할것이다. 결론일상적슬관절 MRI는관절경과일치도는떨어지지만, 세밀하게관찰하는것이중요하며, 연골병변이발견된경우에는실제더높은등급의병변으로고려하여치료계획을세우고, 관절경에서의연골변화가 MRI에서보이는병변보다심하지않은경우는연골실질내병변이나연골하골수변화의존재를파악하여적절한치료에도움이되도록한다. REFERENCES 1. Disler DG, McCauley TR, Kelman CG, et al: Fat-suppressed three dimensional spoiled gradient-echo MR imaging of hyaline cartilage defects in the knee: Comparison with standard MR imaging and arthroscopy. Am J Roentgenol, 167:127-132, 1996. 2. Gold GE, McCauley TR, Gray ML and Disler DG: What s new in cartilage? Radiographics, 23(5):1227-1242, 2003. 3. Rhuem S, Zanetti M, Romero J and Hodler J: MRI of patellar articular cartilage; Evaluation of an optimized gradientecho sequence. J Magn Reson Imaging, 8:1246-1251, 1998. 4. Outerbridge RE: The etiology of chondromalacia patellae. J Bone Joint Surg, 43-B:752-757, 1961. 5. Lawrence RC, Hochberg MC, Kelsey JL, et al: Estimates of the prevalence of selected arthritic and musculoskeletal diseases in the United States. J Rheumatol, 16:427-441, 1989. 6. Peyron JG and Altman RD: The epidemiology of osteoarthritis. In Moskowitz RW, Howell DS, Goldberg VM, Mankin HJ, eds: Osteoarthritis: Diagnosis and Medical/surgical Management, 2nd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1992. 7. Marshall KW, Mikulis DJ and Guthrie BM: Quantitation of articular cartilage using magnetic resonance ima- - 217 -
슬관절연골병변에대한관절경과일상적 MRI 의비교 ging and three-dimentional reconstruction. J Orthop Res, 13:814-823, 1995. 8. Ochi M, Sumen Y, Kanda T, Ikuta Y and Itoh K: The diagnostic value and limitation of magnetic resonance imaging on chondral lesions in the knee joint. Arthroscopy, 10:176-183, 1994. = Abstract = Comparison of Arthroscopy and Routine MRI About Cartilage Lesion in Knee Joint Kee-Byoung Lee, M.D., Sung-Hye Koh, M.D. *, Duck-Joo Kwon, M.D., Kyu-Nam Seo, M.D., and Nam-Kyou Rhee, M.D Department of Orthopedic Surgery, of Radiology *, Hallym University Sacred Heart Hospital, College of medicine, Hallym University, Korea Purpose: The cartilage lesions of routine MRI (no cartilage-specific image sequences) compared with those of arthroscopy for detecting how much we can predict. Materials and Methods: We made a retrospective study of 53 patients with cartilage lesions of medial femoral condyle in the knee arthroscopy from Nov. 2003 to Jan. 2006. We analyzed the extent of agreement in cartilage lesions between arthroscopy and routine MRI using modified Outerbridge classification. Results: All patients were categorized by modified Outerbridge Grade I~IV. In arthroscopy, 3, 4, 24, 22 cases were reported in each category: on routine MRI, 3, 10, 12, 23 cases were reported in each category and there were 5 normal cases. The sensitivity of cartilage lesions on MRI was high (90.6%), however, the agreement of those was low (K= 0.24). We found 24 cases (45.2%) that MRI levels and arthroscopy levels were matched. We found 29 cases (54.7%) that those two levels were not matched. Conclusion: It is important to make a close inspection of chondral surfaces even in routine MRI. And cartilage lesions in routine MRI should be considered as those of higher grade in arthroscopy. Key Words: Knee, Cartilage lesion, Arthroscopy, MRI - 218 -